ЧПУ контроллер с изменением траектории движения в процессе выполнения движения

Намоточные, сверлильные, электроэррозионные и другие станки с ЧПУ.
ekuzin
Новичок
Сообщения: 17
Зарегистрирован: 26 янв 2022, 09:53
Репутация: 1
Настоящее имя: Егор
Контактная информация:

ЧПУ контроллер с изменением траектории движения в процессе выполнения движения

Сообщение ekuzin »

Добрый день!
Наша команда делает сварочную каретку для сварки неповоротных стыков труб.
Каретка содержит 4 привода:
1. Ось Х. Привод линейного движения горелки вдоль стыка (вращающиеся ролики, шаговый двигатель)
2. Ось Y. Привод линейного движения поперек стыка - зубчатая рейка, шаговый двигатель
3. Ось Z. Привод линейного движения горелки по высоте - перемещает поворотную ось А горелки. Ось Z наклонена под углом (1-15 град) к нормали оси Х и угол наклона зависит от диаметра свариваемой трубы. Винт-гайка, шаговый двигатель
4. Поворотная ось А. привод изменения наклона горелки в плоскости стыка. Горелка вращается на оси, перпендикулярной стыку, вылет горелки от оси вращения - Хмм , сервомашинка - управляется заданием угла.

Во время работы каретка движется вдоль стыка и совершает колебания горелкой по заранее заданному алгоритму - движение кончиком горелки по заданной траектории (см. рис). Отличие от CNC систем в том, что во время выполнения траектории оператор вносит коррективы влияющие на траекторию:
1. Средняя скорость движения каретки в мм/мин
2. Угол наклона сварочной горелки в диапазоне -45/+45 град
3. Размах колебаний в мм
4. Шаг колебаний в мм (расстояние между крайними точками колебаний на одной кромке, без учета задержки на кромках)
5. Смещение 0 - смещение центра колебаний (нужно для выравнивания центра колебаний при смещении стыка относительно каретки) в мм
6. Задержка на кромках в долях секунд (только в тех видах движения где это возможно) 0-1.0 сек. + доп параметр, с остановкой или продолжением движения каретки во время задержки
7. Специальный параметр траектории

Раньше мы это решали тем, что например, изменение размаха колебаний, угла наклона горелки или смещение 0 происходило только в крайних положениях колебаний. Но по мере усложнения видов колебаний, этого оказалось недостаточно - изменение траектории должно происходить намного чаще, а задержек на кромках не достаточно, чтобы успеть повернуть горелку на заданный угол. В пределе - в любой момент. не забываем про разгон/торможение. И здесь мы поняли, что нашу систему управления нужно писать с 0, но осилить это сами в понятные сроки навряд ли сможем - т.к. контроллер должен и траекторию считать и управлять приводами.
Сейчас реализовано все на STM32L746 - его мощности должно хватать на эти задачи )
Кажется, что логичнее всего разбить работу на короткие временные отрезки - допустим по 5-20мс, и в момент выполнения текущего кадра рассчитывать следующий.
Нужна помощь профессионала кто сможет написать ПО контроллера.
Вложения
image.png (2578 просмотров) <a class='original' href='./download/file.php?id=201438&sid=e516a5b7ba26c37f359003d25730befb&mode=view' target=_blank>Загрузить оригинал (108.8 КБ)</a>
робот-38.jpg (2578 просмотров) <a class='original' href='./download/file.php?id=201439&sid=e516a5b7ba26c37f359003d25730befb&mode=view' target=_blank>Загрузить оригинал (322.18 КБ)</a>
sidor094
Мастер
Сообщения: 826
Зарегистрирован: 20 фев 2014, 09:13
Репутация: 81
Настоящее имя: Сергей
Откуда: Москва
Контактная информация:

Re: ЧПУ контроллер с изменением траектории движения в процессе выполнения движения

Сообщение sidor094 »

На какую оплату можно рассчитывать,и где вы территориально?
ekuzin
Новичок
Сообщения: 17
Зарегистрирован: 26 янв 2022, 09:53
Репутация: 1
Настоящее имя: Егор
Контактная информация:

Re: ЧПУ контроллер с изменением траектории движения в процессе выполнения движения

Сообщение ekuzin »

sidor094 писал(а): 31 янв 2022, 12:42 На какую оплату можно рассчитывать,и где вы территориально?
Мы находимся в Иркутске. По поводу оплаты - это точно в личку. Но говорить о стоимости еще рано - задача же не детализирована, много белых пятен )
Аватара пользователя
MX_Master
Мастер
Сообщения: 7465
Зарегистрирован: 27 июн 2015, 19:45
Репутация: 3088
Настоящее имя: Михаил
Откуда: Алматы
Контактная информация:

Re: ЧПУ контроллер с изменением траектории движения в процессе выполнения движения

Сообщение MX_Master »

Я уже лёжа с дивана вижу, что у клиента гораздо меньше денег, чем будет стоить эта работа. По факту, нужно накатать и ввести в эксплуатацию нестандартное ЧПУ. Даже допилить готовое ЧПУ до указанных требований - будет небыстро и недёшево.

Хуже всего, когда заказчик до конца не знает, что ему нужно. А неизвестно за что, он платить не будет. Уж, извините, но напишите ТЗ поточнее и бюджет озвучьте :)

ЗЫ тему бы - в коммерческий раздел ;)
Аватара пользователя
Prav
Мастер
Сообщения: 827
Зарегистрирован: 14 июл 2015, 05:10
Репутация: 138
Настоящее имя: Петр Раввинский
Откуда: Москва
Контактная информация:

Re: ЧПУ контроллер с изменением траектории движения в процессе выполнения движения

Сообщение Prav »

MX_Master писал(а): 31 янв 2022, 13:12 Я уже лёжа с дивана вижу, что у клиента гораздо меньше денег, чем будет стоить эта работа. По факту, нужно накатать и ввести в эксплуатацию нестандартное ЧПУ. Даже допилить готовое ЧПУ до указанных требований - будет небыстро и недёшево.

Хуже всего, когда заказчик до конца не знает, что ему нужно. А неизвестно за что, он платить не будет. Уж, извините, но напишите ТЗ поточнее и бюджет озвучьте :)

ЗЫ тему бы - в коммерческий раздел ;)
Я так думаю, что тысяч 800 руб. минимум...
sidor094
Мастер
Сообщения: 826
Зарегистрирован: 20 фев 2014, 09:13
Репутация: 81
Настоящее имя: Сергей
Откуда: Москва
Контактная информация:

Re: ЧПУ контроллер с изменением траектории движения в процессе выполнения движения

Сообщение sidor094 »

ekuzin писал(а): Мы находимся в Иркутске
Не очень кдобно.Я в Москве.А не возможность личного общения усложняет работу.
ekuzin
Новичок
Сообщения: 17
Зарегистрирован: 26 янв 2022, 09:53
Репутация: 1
Настоящее имя: Егор
Контактная информация:

Re: ЧПУ контроллер с изменением траектории движения в процессе выполнения движения

Сообщение ekuzin »

sidor094 писал(а): 31 янв 2022, 14:47
ekuzin писал(а): Мы находимся в Иркутске
Не очень кдобно.Я в Москве.А не возможность личного общения усложняет работу.
мы на связи до позднего вечера, легко работаем onlint, для отладки готовы предоставить каретку
bolek4321
Мастер
Сообщения: 204
Зарегистрирован: 27 сен 2014, 07:59
Репутация: 37
Контактная информация:

Re: ЧПУ контроллер с изменением траектории движения в процессе выполнения движения

Сообщение bolek4321 »

ekuzin писал(а): ...во время выполнения траектории оператор вносит коррективы влияющие на траекторию...
Вы уверены, что вам это нужно? Я видел 3 специализированных сварочных автомата, в них параметры сварки выставляются до начала сварки.
И чем вы формируете сварочный шов?
ekuzin
Новичок
Сообщения: 17
Зарегистрирован: 26 янв 2022, 09:53
Репутация: 1
Настоящее имя: Егор
Контактная информация:

Re: ЧПУ контроллер с изменением траектории движения в процессе выполнения движения

Сообщение ekuzin »

MX_Master писал(а): 31 янв 2022, 13:12 Я уже лёжа с дивана вижу, что у клиента гораздо меньше денег, чем будет стоить эта работа. По факту, нужно накатать и ввести в эксплуатацию нестандартное ЧПУ. Даже допилить готовое ЧПУ до указанных требований - будет небыстро и недёшево.

Хуже всего, когда заказчик до конца не знает, что ему нужно. А неизвестно за что, он платить не будет. Уж, извините, но напишите ТЗ поточнее и бюджет озвучьте :)

ЗЫ тему бы - в коммерческий раздел ;)
Парни, пишите что именно нужно описать подробнее. Нам нужно разработать фактически с 0 часть ПО отвечающего за реализацию заданной траектории движения до уровня формирования Step/dir для шаговиков и задания значения положения поворотной оси. Понятно что контроллер получает значения уставок из PC по Eth, обрабатывает ошибки, контролирует температуру, ток приводов, управляет дискретными выходами, и тд, отправляет фактические значение в PC. - но это реализовано и не требует доработки. Конечно можно сюда вывалить всю структурую имеющегося ПО вплоть до переменных, но кому это нужно кроме исполнителя?
Бюджет публично не обсуждается.
ekuzin
Новичок
Сообщения: 17
Зарегистрирован: 26 янв 2022, 09:53
Репутация: 1
Настоящее имя: Егор
Контактная информация:

Re: ЧПУ контроллер с изменением траектории движения в процессе выполнения движения

Сообщение ekuzin »

bolek4321 писал(а): 31 янв 2022, 15:12
ekuzin писал(а): ...во время выполнения траектории оператор вносит коррективы влияющие на траекторию...
Вы уверены, что вам это нужно? Я видел 3 специализированных сварочных автомата, в них параметры сварки выставляются до начала сварки.
И чем вы формируете сварочный шов?
Безусловно нужно. Вы, скорее всего сталкивались со сварочными роботами - там да, все задается заранее, но там и сварочные процессы сильно проще. На реальных трубах в силу недостатков их производства, транспортировки и подготовки стыка практически в 100% случаях немного гуляет зазор и притупление. Овальность труб та же. Отсюда и потребность регулировать процесс сварки на ходу.
На любых каретках для сварки труб во время сварки возможны (и в 90% случаях) используются различные корректировки.
НЕ совсем понял вопрос про формирование сварочного шва. Мы используем сварку плавящимся электродом в среде защитных газов - MIG/MAG, сварка корня без подкладного кольца, сварка вкруг - т.е. не только сверху вниз, но и снизу вверх
bolek4321
Мастер
Сообщения: 204
Зарегистрирован: 27 сен 2014, 07:59
Репутация: 37
Контактная информация:

Re: ЧПУ контроллер с изменением траектории движения в процессе выполнения движения

Сообщение bolek4321 »

Да, сварочные TIG роботы, варили нержавейку, там в зону сварки подавалась проволока для формирования шва. Для сварочной установки это еще одна координата. Смещение стыка - да, имелась возможность подвинуть сварочную головку во время сварки, но это и все.
bolek4321
Мастер
Сообщения: 204
Зарегистрирован: 27 сен 2014, 07:59
Репутация: 37
Контактная информация:

Re: ЧПУ контроллер с изменением траектории движения в процессе выполнения движения

Сообщение bolek4321 »

ekuzin писал(а): Парни, пишите что именно нужно описать подробнее.
Нужно ТЗ. Вы выдаете информацию кусочками, из которых непонятен объем и содержание работы.
Вот сейчас выясняется, что у вас уже что-то есть и к этому "что-то" нужно допилить траектории. Вам нужно формирование траекторий вставить во что-то уже имеющееся?
ekuzin
Новичок
Сообщения: 17
Зарегистрирован: 26 янв 2022, 09:53
Репутация: 1
Настоящее имя: Егор
Контактная информация:

Re: ЧПУ контроллер с изменением траектории движения в процессе выполнения движения

Сообщение ekuzin »

bolek4321 писал(а): 31 янв 2022, 16:06
ekuzin писал(а): Парни, пишите что именно нужно описать подробнее.
Нужно ТЗ. Вы выдаете информацию кусочками, из которых непонятен объем и содержание работы.
Вот сейчас выясняется, что у вас уже что-то есть и к этому "что-то" нужно допилить траектории. Вам нужно формирование траекторий вставить во что-то уже имеющееся?
не совсем. Да есть имеющаяся система у которой есть проблема с управлением приводами. Смотрите, задается определенная траектория движения кончика(!) горелки - все понятно, все работает. В какой то момент нужно изменить угол наклона этой самой горелки. Вылет кончика горелки от оси вращения горелки - допустим 40мм, соответственно изменяя угол, нужно синхронно сдвигать всю каретку, и в добавок еще и синхронно изменять высоту оси вращения -компенсируя движение по окружности кончика горелки, таким образом чтобы кончик горелки все так же продолжал описывать заданную траекторию.
sidor094
Мастер
Сообщения: 826
Зарегистрирован: 20 фев 2014, 09:13
Репутация: 81
Настоящее имя: Сергей
Откуда: Москва
Контактная информация:

Re: ЧПУ контроллер с изменением траектории движения в процессе выполнения движения

Сообщение sidor094 »

Ось вращения горелки вдоль какой оси?И еще вопрос,кто составляет программу компьютер или вручную?Если вручную ,то можно забить конечную координатудвижение оси от значения ячейки памяти, и в процессе движения рукояткой менять значение ячейки.\ну или как -то так.
Аватара пользователя
MX_Master
Мастер
Сообщения: 7465
Зарегистрирован: 27 июн 2015, 19:45
Репутация: 3088
Настоящее имя: Михаил
Откуда: Алматы
Контактная информация:

Re: ЧПУ контроллер с изменением траектории движения в процессе выполнения движения

Сообщение MX_Master »

По описанию какая-то нелогичная сложнятина. Разработать с нуля, но встроить в уже имеющееся. Если всё так уж непросто, почему бы не воспользоваться машинным зрением. Обозначил специальным мелом место для сварки, а техника пусть сама выставляет все значения для приводов.
Kost_irk
Мастер
Сообщения: 995
Зарегистрирован: 19 июл 2018, 07:46
Репутация: 193
Откуда: Иркутск
Контактная информация:

Re: ЧПУ контроллер с изменением траектории движения в процессе выполнения движения

Сообщение Kost_irk »

Принципиально понятно, что нужно сделать, но задача достаточно непростая. Я так понимаю, нормальной базы нет и сейчас прошивка сделана на чем-то типа ардуино? Вы упомянули еще компьютер, причем тут он? Было бы интересно заняться, но боюсь не потяну по текущей загрузке. Насколько горят сроки? Сайт посмотрел, нарисовано красиво.
bolek4321
Мастер
Сообщения: 204
Зарегистрирован: 27 сен 2014, 07:59
Репутация: 37
Контактная информация:

Re: ЧПУ контроллер с изменением траектории движения в процессе выполнения движения

Сообщение bolek4321 »

sidor094 писал(а): 31 янв 2022, 19:07 Ось вращения горелки вдоль какой оси?И еще вопрос,кто составляет программу компьютер или вручную
На картинки траекторий смотрите - там везде есть линия шва, ось вращения горелки перпендикулярна шву, горелка как бы "кивает", для того и нужны дополнительные компенсации по осям при изменении наклона.
Программу никто не составляет: задаются параметры шва и вперёд.
bolek4321
Мастер
Сообщения: 204
Зарегистрирован: 27 сен 2014, 07:59
Репутация: 37
Контактная информация:

Re: ЧПУ контроллер с изменением траектории движения в процессе выполнения движения

Сообщение bolek4321 »

ekuzin писал(а): 31 янв 2022, 16:22 ...В какой то момент нужно изменить угол наклона этой самой горелки. Вылет кончика горелки от оси вращения горелки - допустим 40мм, соответственно изменяя угол, нужно синхронно сдвигать всю каретку, и в добавок еще и синхронно изменять высоту оси вращения -компенсируя движение по окружности кончика горелки, таким образом чтобы кончик горелки все так же продолжал описывать заданную траекторию.
Голая математика. У вас проблемы с математикой?
Здесь нужно определиться с возможной скоростью изменения наклона и все остальные оси привязать к этому.
Я не спец по сварке, плавящийся электрод в вашем случае это проволока на катушке? Если да, то ещё и подачу проволоки надо синхронизировать или вы это предполагаете компенсировать осью Z?
Параметры дуги как-то учитываются в ходе сварки?
ekuzin
Новичок
Сообщения: 17
Зарегистрирован: 26 янв 2022, 09:53
Репутация: 1
Настоящее имя: Егор
Контактная информация:

Re: ЧПУ контроллер с изменением траектории движения в процессе выполнения движения

Сообщение ekuzin »

Всем спасибо за проявленный интерес к теме!
sidor094 писал(а): 31 янв 2022, 19:07 Ось вращения горелки вдоль какой оси?И еще вопрос,кто составляет программу компьютер или вручную?Если вручную ,то можно забить конечную координатудвижение оси от значения ячейки памяти, и в процессе движения рукояткой менять значение ячейки.\ну или как -то так.
Вдоль оси Y (ось поперечных колебаний).
Система состоит из нескольких составляющих - PC c ПО Оператора, PC по Eth взаимодействует с несколькими устройствами - пульт управления (кнопки, энкодеры, экран), контроллером каретки (шаговые двигатели, сервомашинка, гироскоп, и прочее), блок управления сварочным источником и подающим механизмом, и блоком реле. Программа записывается и передается в контроллер, в процессе сварки некоторые параметры изменяются - либо по команде оператора, либо в зависимости от положения каретки на трубе - в контроллер каретки отправляются изменяемые значения.
MX_Master писал(а): 31 янв 2022, 20:43 По описанию какая-то нелогичная сложнятина. Разработать с нуля, но встроить в уже имеющееся. Если всё так уж непросто, почему бы не воспользоваться машинным зрением. Обозначил специальным мелом место для сварки, а техника пусть сама выставляет все значения для приводов.
вот именно нам и нужна та система что будет выставлять значения для приводов.
Сейчас как раз работаем над прикручиванием машинного зрения, которое на первом этапе вместо оператора будет управлять размахом колебаний и смещением 0 колебаний
Kost_irk писал(а): 31 янв 2022, 23:41 Принципиально понятно, что нужно сделать, но задача достаточно непростая. Я так понимаю, нормальной базы нет и сейчас прошивка сделана на чем-то типа ардуино? Вы упомянули еще компьютер, причем тут он? Было бы интересно заняться, но боюсь не потяну по текущей загрузке. Насколько горят сроки? Сайт посмотрел, нарисовано красиво.
База нормальная есть - сейчас контроллер каретки это STM32L746. PC - полноценный, так как он еще нагружен обработкой изображения с камер. См. выше там есть описание для чего используется комп.
Земляк ) напишите, пожалуйста, в личку - у меня пока такой возможности нет.
bolek4321 писал(а): 01 фев 2022, 01:17 Голая математика. У вас проблемы с математикой?
Здесь нужно определиться с возможной скоростью изменения наклона и все остальные оси привязать к этому.
да возможно проблемы именно с математикой и программной реализации математики на контроллере. Сейчас вся геометрия пересчитывается каждые 5 мс, но у нас не реализован планировщик - это и может быть проблемой.
Сейчас Изменение угла наклона происходит только в крайних положениях колебаний, а изменение размаха колебаний или смещение ноля только при переходе через 0 колебаний. Из-за этого фактические движения отстают от задания оператором и приводят к перерегулированию оператором, либо система не успевает изменить угол наклона горелки, т.к. задержки на кромках может оказаться недостаточно.
УГол наклона меняется достаточно быстро, ограничение - по скорости движения самой каретки. Например, каретка движется вперед с горелкой наклонённой так, что ее кончик смотрит вперед (называется углом вперед) и приходит команда на изменение угла назад, соответственно к заданной скорости движения каретки добавляется еще тригонометрически-изменяемая скорость компенсации изменения угла наклона горелки.
bolek4321 писал(а): 01 фев 2022, 01:17 Я не спец по сварке, плавящийся электрод в вашем случае это проволока на катушке? Если да, то ещё и подачу проволоки надо синхронизировать или вы это предполагаете компенсировать осью Z?
Параметры дуги как-то учитываются в ходе сварки?
Это совершенно другой раздел, к контроллеру каретки он не относится и проблем здесь нет) Сейчас интересует только управление приводами для реализации заданной траектории движения.
Последний раз редактировалось ekuzin 01 фев 2022, 13:31, всего редактировалось 1 раз.
ekuzin
Новичок
Сообщения: 17
Зарегистрирован: 26 янв 2022, 09:53
Репутация: 1
Настоящее имя: Егор
Контактная информация:

Re: ЧПУ контроллер с изменением траектории движения в процессе выполнения движения

Сообщение ekuzin »

Здесь можно посмотреть видео
https://www.youtube.com/watch?v=CiqPI-0YwYg
Ответить

Вернуться в «Прочие станки»